探究嵌入式系统:Linux技术介绍 (linux嵌入式介绍)

随着科技的不断发展和人们对智能化生活的需求日益增长,嵌入式系统已经成为现代社会不可或缺的一部分。作为嵌入式系统中不可或缺的操作系统之一,Linux在嵌入式系统领域的应用也越来越广泛。本文将从嵌入式系统的特点、Linux的基本概念、Linux在嵌入式系统中的应用以及未来的发展趋势等方面介绍Linux在嵌入式领域中的应用及其技术。

嵌入式系统的特点

嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,它在硬件、软件、结构、电源等方面都与普通的计算机系统不同。嵌入式系统主要具有以下特点:

1. 低功耗。嵌入式系统通常由一些小型设备组成,比如传感器、电池、控制器等,因此需要采用低功耗、高效率的设计方案。

2. 小体积。嵌入式系统需要尽可能小,以便携带和安装。

3. 高可靠性。嵌入式系统通常应用于一些关键性应用场景,比如航空、国防、医疗等领域,因此需要有很高的可靠性。

4. 实时性要求高。嵌入式系统中,通常需要处理实时数据,需要保证数据的准确性和及时性。

Linux基本概念

Linux是一种自由、开放源代码的类Unix操作系统。Linux的优势在于其强大的性能和极高的稳定性。Linux很受程序员的欢迎,是因为它提供大量工具和软件服务,而且可以自由定制和修改。下面是一些常用的Linux基本概念:

1. 内核。Linux内核是整个系统的核心,负责管理和分配系统资源。内核是操作系统的基础,具有很高的可靠性和性能。

2. 文件系统。Linux系统基于Unix设计,所以具有优秀的文件系统管理能力。Linux系统支持多种分区类型,可以使用ext2、ext3等文件系统。

3. 命令行界面。Linux系统支持图形用户界面和命令行界面两种模式。命令行界面可以执行各种Linux命令,用于调试和测试等操作。

Linux在嵌入式系统中的应用

Linux在嵌入式系统中的应用越来越广泛。由于Linux开源、免费以及强大的稳定性和性能,使得它成为嵌入式系统领域中不可或缺的操作系统之一。下面介绍一些常见的Linux在嵌入式系统中的应用:

1. 安防监控。安防监控系统需要对摄像头和传感器等设备进行控制和处理,因此需要高可靠性和实时性。Linux系统可以通过裁剪内核的方式,使得它具有高性能和实时性能。

2. 工业自动化。工业自动化需要对设备进行管理和控制,需要实时处理数据。Linux系统可以轻松适配到各种硬件以及集成与其他工具和软件,因此可以提供非常稳定和高性能的工业自动化控制系统。

3. 汽车电子。现代汽车中普遍装配了各种智能化驾驶辅助系统和多媒体系统等,这些系统需要处理大量的数据和图像,因此需要强大的处理能力和稳定性。Linux系统可以通过网络传输,将车内各种设备进行连接和控制。

未来的发展趋势

在未来发展中,Linux在嵌入式系统领域中的应用会越来越广泛。随着、物联网等细分领域的不断发展,Linux系统可以开发更多的工具和服务,提高嵌入式系统的性能和可靠性。同时,Linux系统发展趋势也将更加注重安全、隐私保护以及能源效率等方面,以满足人们对更好、更高效的嵌入式系统的需求。

Linux作为一种自由、开放源代码、功能强大、稳定性高的操作系统,在嵌入式系统领域中具有广泛的应用前景。随着人们对智能化生活的需求不断增长,Linux的应用将无限延伸和拓展。我们期待着Linux在嵌入式领域的未来发展。

相关问题拓展阅读:

关于Linux

Linux正在嵌入式开发领域稳步发展。因为Linux使用GPL(请参阅本文后面的参考资料),所以任何对将Linux定制于PDA、掌上机或者可佩带设备感兴趣的人都可以从因特网免费下载其内核和应用程序,并开始移植或开发。许多仔毕Linux改良品种迎合了嵌入式/实时市场。它们包括RTLinux(实时Linux)、uclinux(用于非MMU设备的Linux)、MontavistaLinux(用于ARM、MIPS、PPC的Linux分发版)、ARM-Linux(ARM上的Linux)和其它Linux系统

嵌入式Linux开发大致涉及三个层次:引导装载程序、Linux内核和图形用户界面(或称GUI)。引导装载程序通常是在任何硬件上执行的之一段代码。在象台式机这样的常规系统中,通常将引导装载程序装入主引导记录(MasterBootRecord,(MBR))中,或者装入Linux驻留的磁盘的之一个扇区中。通常,在台式机或其它系统上,BIOS将控制移交给引导装载程序。

专用软件可以直接与远程系统上的闪存设备进行交互并将引导装载程序安装在闪存的给定位置中。闪存设备是与存储设备功能类似的特殊芯片,而且它们能持久存储信息—即,在重新引导时不会擦除其内容。

某些种类的嵌入式设备具有微小的引导代码—根据几个字节的指令—它将初始化一些DRAM设置并启用目标上的一个串行(或者USB,或者以太网)端口与主机程序通信。然后,主机程序或装入程序可以使用这个连接将引导装载程序传送到目标上,并将它写入闪存。设置工具链在主机机器上创建一个用于编译将在目标上运行的内核和应用程序的构建环境—这是因为目标硬件可能没有与主机兼容的二进制执行级别。

工具链由一套用于编译、汇编和链接内核及应用程序的组件组成。这些组件包括:Binutils—用哪档于操作二进制文件的实用程序。它们包括诸如ar、as、objmp、objcopy这样的实用程序。G—GNUC编译器。Glibc—所有用户应用程序都将链接到的C库。避免使用任何C库函数的内核和其它应用程序可以在没有该库的情况下进行编译。构建工具链建立了一个交叉编译器环境。本地编译器编译与本机同类的处理器的指令。交叉编译器运行在某一种处理器上,却可以编译另一种处理器的指令。重头设置交叉编译器工具链可不是一项简单的任务:它包括下载源代码、修补补丁、配置、编译、设置头文件、安装以及很多很多的操作。另外,这样一个彻底的构建过程对内存和硬盘的需求是巨大的。如果没有足够的内存和硬盘空间,那么在构建阶段由于相关性、配置或头文件设置等念缓芹问题会突然冒出许多问题。

因此能够从因特网上获得已预编译的二进制文件是一件好事(但不太好的一点是,它们大多数只限于基于ARM的系统,但迟早会改变的)。一些比较流行的已预编译的工具链包括那些来自Compaq(FamiliarLinux)、LART(LARTLinux)和Embedian(基于Debian但与它无关)的工具链—所有这些工具链都用于基于ARM的平台。从用户的观点来看,图形用户界面(GUI)是系统的一个最至关重要的方面:用户通过GUI与系统进行交互。所以GUI应该易于使用并且非常可靠。但它还需要是有内存意识的,以便在内存受限的、微型嵌入式设备上可以无缝执行。所以,它应该是轻量级的,并且能够快速装入。

另一个要考虑的重要方面涉及许可证问题。一些GUI分发版具有允许免费使用的许可证,甚至在一些商业产品中也是如此。另一些许可证要求如果想将GUI合并入项目中则要支付版税。

最后,大多数开发人员可能会选择XFree86,因为XFree86为他们提供了一个能使用他们喜欢的工具的熟悉环境。但是市场上较新的GUI,象CenturySoftware的(Nano-X)和TrolltechQT/Embedded,与X在嵌入式Linux的竞技舞台中展开了激烈竞争,这主要是因为它们占用很少的资源、执行的速度很快并且具有定制窗口构件的支持。

做linux嵌入式入门需要学什么

1.Linux 基础

  安装Linux操作系统 Linux文件系统 Linux常用命令 Linux启动过程详解 熟悉Linux服务能够独立安装Linux操作系统 能够熟练使用Linux系统的基本命令 认识Linux系统的常用服务安装Linux操作系统 Linux基本命令实践 设置Linux环境变量 定制Linux的服务 Shell 编程基础使用vi编辑文件 使用Emacs编辑文件 使用其他编辑器

  2.Linux 下的 C 编程基础

  linux C语言环境概述 Gcc使用方法 Gdb调试技术 Autoconf Automake Makefile 代码优化 熟悉Linux系统下的开发环境 熟悉Gcc编译器 熟悉Makefile规则编写Hello,World程序 使用 make命令编译程序 编写带有一个循环的程序 调试一个有问题的程序

  3.Shell 编程基础

  Shell 简介 认识后台程序Bash编程熟悉Linux系统下的编辑环境 熟悉Linux下的各种Shell 熟练进行shell编程熟悉vi基本操作 熟悉Emacs的基本操作 比较不同shell的区别 编写一个测试服务器是否连通的shell脚本程序 编写一个查看进程是否存在的shell脚本程序 编写一个带有循环语句的shell脚本程序

  4.嵌入式系统开发基础

  嵌入式系统概述 交叉编译 配置TFTP服务 配置NFS服务 下载Bootloader和内核 嵌入式Linux应用软件开发流程熟悉嵌入式系统概念以及开发流程 建立嵌入式系统开发环境制作cross_gcc工具链 编译并下载U-boot 编译并下载Linux内核 编译并下载Linux应用程序

  5.嵌入式系统移植

  Linux内核代码 平台相关代码分析 ARM平台介绍 平台移植的关键技术 移植Linux内核到 ARM平台 了解移植的概念 能够移植Linux内核移植Linux2.6内核到 ARM9开发板

  6.嵌入式Linux下串口通信

  串行I/O的基本概念 嵌入式Linux应用软件开发流程 Linux系统的文件和设备 与文件相关的系统调用 配置超级终端和MiniCOM 能够熟悉进行串口通信 熟悉文件I/O 编写串口通信程序 编写多串口通信程序

  7.嵌入式系统中多进程程序设计

  Linux系统进程概述 嵌入式系统的进程特点 进程操作 守护进程 相关的系统调用了解Linux系统中进程的概念 能够编写多进程程序编写多进程程序 编写一个守护进程程序 sleep系统调用任务管理、同步与通信 Linux任务概述任务调度 管道 信号 共享内存 任务管理 API 了解Linux系统任务管理机制 熟悉进程间通信的几种方式 熟悉嵌入式Linux中的任务间同步与通信编写一个简单的管道程序实现文件传输 编写一个使用共享内存的程序

  8.嵌入式系统中多线程程序设计

  线程的基础知识 多线程编程方法 线程应用中的同步问题了解线程的概念 能够编写简单的多线程程序编写一个多线程程序

  9.嵌入式 Linux 网络编程

  网络基础知识 嵌入式Linux中TCP/IP网络结构 socket 编程 常用 API函数 分析Ping命令的实现 基本UDP套接口编程 许可证管理 PPP协议 GPRS 了解嵌入式Linux网络体系结构 能够进行嵌入式Linux环境下的socket 编程 熟悉UDP协议、PPP协议 熟悉GPRS 使用socket 编写代理服务器 使用socket 编写路由器 编写许可证服务器 指出TCP和UDP的优缺点 编写一个web服务器 编写一个运行在 ARM平台的网络播放器

  10.Linux 字符设备驱动程序

  设备驱动程序基础知识 Linux系统的模块 字符设备驱动分析 fs_operation结构 加载驱动程序了解设备驱动程序的概念 了解Linux字符设备驱动程序结构 能够编写字符设备驱动程序编写Skull驱动 编写键盘驱动 编写I/O驱动 分析一个看门狗驱动程序 对比Linux2.6内核与2.4内核中字符设备驱动的不同Linux 块设备驱动程序块设备驱动程序工作原理 典型的块设备驱动程序分析 块设备的读写请求队列了解Linux块设备驱动程序结构 能够编写简单的块设备驱动程序比较字符设备与块设备的异同 编写MMC卡驱动程序 分析一个文件系统 对比Linux2.6内核与2.4内核中块设备驱动的不同

  11.GUI 程序开发

  GUI基础 嵌入式系统GUI类型 编译QT 进行QT开发熟悉嵌入式系统常用的GUI 能够进行QT编程使用QT编写“Hello,World”程序 调试一个加入信号/槽的实例 通过重载QWidget 类方法处理事件

  12.文件系统

  虚拟文件系统文件系统的建立 ramfs内存文件系统 proc文件系统 devfs 文件系统 MTD技术简介 MTD块设备初始化 MTD块设备的读写操作了解Linux系统的文件系统了解嵌入式Linux的文件系统了解MTD技术 能够编写简单的文件系统为 ARM9开发板添加 MTD支持移植JFFS2文件系统 通过proc文件系统修改操作系统参数 分析romfs 文件系统源代码 创建一个cramfs 文件系统

嵌入式Linux开发往往是ARM+Linux路线,所以深入学习你可以尝试以下路线:

(1) C语言是所有编程语言中的强者,单片机、DSP、类似ARM的种种芯片的编程都可以用C语言搞定),因此必须非常熟练的掌握。

推荐书籍:谭浩强的C语言程序设计很不错,《The C Programming Language》 这本经典的教材是老外写的,也有中译版本。

(2) 操作系统原理,是必需的,如果你是计算机专业毕业那也就无所谓了,如果是非计算机专业的就必须找一本比较浅显的计算机原理书籍看一看,把啥叫“进程”“线程”“系统调度”等等基本问题搞清楚。

(3)Linux操作系统就是用C语言编写的,所以你也应该先学习下Linux方面的编程,只有你会应用了,才能近一步去了解其内核的精髓。

推荐书籍:《UNIX环境高级编程》(第2版)

(4) 了解ARM的架构,原理,以及其汇编指令,我们在嵌入式开发中,一般很少去写汇编,但是最起码的要求是能够看懂arm汇编。

(5) 系统移植的时候,就需要你从最下层的bootloader开始,然后内核移植,文件系统移植等。而移植这部分对硬件的依赖是非常大的,其配置步骤也相对复杂,也没有太多详细资料。

(6) 驱动开发

linux驱动程序设计既是个极富有挑战性的领域,又是一个博大精深的内容。

linux驱动程序设计本质是属于linux内核编程范畴的,因而是对linux内核和内核编程是有要求的。在学习前你要想了解linux内核的组成,因为每一部分要详细研究的话足够可以扩展成一本厚书。

以上只不过是大概的框架,在实际的开发中还会涉及很多东西,比如:交叉编译、makefile、shell脚本等等,所以说学习嵌入式的周期较长,门槛较高,自学的话更是需要较强的学习能力和专业功底。只要能坚持下来一定会取得成功!

华清远见的嵌入式专业教材比较专业,也很出名,高校图书馆以及外面书店都有卖,你可以去网上搜一下,买本看看,华清远见的网站和技术论坛上面也有很多嵌入式学习资料和入门视频教程都可以免费下载,而且更新的速度也很快,LZ没事可以去转转,相信对你会有帮助!

我是自学嵌入式,我也楼主一样,喜欢看视频,看书我看不下去,我是看嵌入式学习网的视频,按他们提供的顺序,这样一路学习下来,还是很辛苦的。不过我现在已经在做嵌入式开发的工作了。

我就用了四个月来学习嵌入式的,我把我的经历和学习过程写了出来,希望能帮到你。

先做个自我介绍,我07年考上一所很烂专科民办的学校,学的是生物专业,具体的学校名称我就不说出来献丑了。09年我就辍学了,我在那样的学校,一年学费要1万多,但是根本没有人学习,我实在看不到希望,我就退学了。

退学后我也迷茫,大专都没有毕业,我真的不知道我能干什么,我在纠结着我能做什么。所以辍学后我一段时间,我想去找工作,因为我比较沉默寡言,不是很会说话,我不适合去应聘做业务。我想应聘做技术的,可是处处碰壁。

一次偶然的机会,我才听到嵌入式这个行业。那天我去新华书店,在计算机分类那边想找本书学习。后来有个女孩子走过来,问我是不是读计算机的,有没有兴趣学习嵌入式,然后给我介绍了一下嵌入式现在的火热情况,告诉我学嵌入式多么的有前景,给我了一份传单,嵌入式培训的广告。听了她的介绍,我心里痒痒的,确实我很想去学会一门自己的技术,靠自己的双手吃饭。

回家后,我就上网查了下嵌入式,确实是当今比较热门的行业,也是比较好找工作的,工资也是相对比较高。我就下决心想学嵌入式了。于是我去找嵌入式培训的相关信息,说真的,我也很迷茫,我不知道培训是否真的能像他们宣传的那样好,所以我就想了解一段时间再做打算。

后来,我在百度知道看到一篇让我很鼓舞的文章《如何学习嵌入式》,是一个嵌入式高手介绍没有基础的朋友怎么自学入门学嵌入式,文章写的很好,包含了如何学习,该怎么学习。他提到一个方法就是看视频,因为看书实在太枯燥和费解的,很多我们也看不懂。这点我真的很认同,我自己看书往往看不了几页。

我在想,为什么别人都能自学成才,我也可以的!我要相信自己,所以我就想自学,如果实在学不会我再去培训。

主意一定,我就去搜索嵌入式的视频,虽然零星找到一些嵌入式的视频,但是都不系统,我是想找一个能够告诉我该怎么学的视频,一套从入门到精通的视频,一个比较完整的资料,更好能有老师教,不懂可以请教的。

后来我又找到一份很好的视频,是在嵌入式学习网推出的一份视频《从零基础开始学嵌入式》,网址:

里面的教程还不错,很完整,可以让我从基础的开始学起。视频不便宜啊,但是我也忍了,毕竟买几本书都要几百了,何况他们还有半年的技术咨询和服务,算值了。

下面介绍下我的学习流程,希望对和我一样完全没有基础的朋友有所帮助。

收到他们寄过来的光盘后,我就开始学习了,由于我没有什么基础,我就从最简单的C语言视频教程学起,话说简单,其实我还是很多不懂的,我只好请教他们,他们还是很热心的,都帮我解决了。C语言我差不多学了一个礼拜,接下来我就学了linux的基本命令,我在他们提供linux虚拟机上都有做练习,敲linux的基本命令,写简单的C语言代码,差不多也就三个礼拜。我每天都在不停的写一些简单的代码,这样一月后我基本掌握了C和linux的基本操作。

接下来我就去学习了人家的视频的培训教程,是整套的,和去参加培训没有多大的区别,这一看就是两个月,学习了ARM的基本原理,学习嵌入式系统的概念,也掌握了嵌入式的环境的一些搭建,对linux也有更深层次的理解了,明白了嵌入式应用到底是怎么做的,但是驱动我只是有一点点的了解,这个相对难一点,我想以后再慢慢啃。

这两个月,除了吃饭睡觉,我几乎都在学习。因为我知道几乎没有基础,比别人差劲,我只能坚持努力着,我不能放弃,我必要要靠自己来养活自己,必须学好这门技术,同时我不懂的就问,这里真的很感谢他们的技术客服对我的任何问题都是耐心的解答,每天都我几乎都有好几个问题问他们,然后我就把不懂的问题总结记下来,这样慢慢积累了一段时间,我发现自己真的有点入门了。

最后的一个月,我就去看关于实践部分的内容,了解嵌入式项目具体的开发流程,需要什么样的知识,我就开始准备这方面的知识,也就是学习这方面的视频,同时他们建议我去找了找一些嵌入式面试的题目,为自己以后找工作做准备。我就到网上找了很多嵌入式的题目,把他们理解的记下来,这样差不多准备了20天左右

我觉得自己差不多入门了,会做一些简单的东西了。我就想去找工作看看,于是我就到51job疯狂的投简历,因为我学历的问题,专科没有毕业,说真的,大公司没有人会要我,所以我投的都是民营的小公司,我希望自己的努力有所回报。没有想过几天过后,就有面试了,但是之一次面试我失败了,虽然我自认为笔试很好,因为我之前做了准备,但是他们的要求比较严格,需要有一年的项目经验,所以我没有被选中。

后来陆续面试了几家公司,终于功夫不负有心人。我终于面试上的,是在闵行的一家民营的企业,公司规模比较小,我的职务是嵌入式linux应用开发,做安防产品的应用的。我想我也比较幸运,经理很看重我的努力,就决定录用我,开的工资是3500一个月,虽然我知道在上海3500只能过温饱的生活,但是我想我足够了。我至少不用每天都要靠父母养,我自己也能养活自己的。我想只要我继续努力,我工资一定会翻倍的。

把本文写出来,希望能让和我一样的没有基础的朋友有信心,其实我们没有必要自卑,我们不比别人笨,只要我们肯努力,我们一样会成功。

最后祝愿所有想学嵌入式的朋友更早的入门!

》》要学习要抓紧,希望早日学好嵌入式。

需要学习很多课程,自学的话不太容易

C语言高级编程

Linux操作系统的使用

嵌入式LinuxC/C++高级编程技术

嵌入式Linux开发环境

嵌入式Linux程序设计

嵌入式Linux高级应用编程

Shell脚本编程

ARM体系结构与开发

嵌入式Linux内核开发

嵌入式Linux驱动开发

嵌入式GUI(QT)开发

嵌入式Linux系统裁剪与移植

项目实训(智能家居、门禁控制系统、多功能手持导航产品(PND)、数码相框)

这是北京卓越拓创嵌入式软件培训学校的课程,你可以参考一下。

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